一、项目概况
图8.11.1 设计效果图
图8.11.2 建筑物实景图
山东建设大学教学实验综合体项目位于山东建设大学新校区图书情报楼南侧，紧邻雪山东麓，总建筑面积9721.05平方米。本项目地上6层，其中1、2层主要为实验室，3至6层主要为研究室。本项目为多层公共建筑，地面耐火等级为二级，混凝土屋面耐火等级为二级。建筑结构为钢框架结构，合理设计使用寿命50年，抗震设防烈度6度。
该项目是国内首座装配式钢结构被动（近）零能耗绿色建筑。被评为山东省科技示范项目、住房和城乡建设部科技示范项目、中美清洁能源示范项目。引领国内被动式钢结构装配技术。建筑发展的方向。该项目采用钢框架结构外加蒸压加气混凝土墙板的整体预制形式。该项目遵循被动式超低能耗建筑的基本原理，采用高保温围护结构体系、非热桥处理技术、空调。密闭性保证技术、高效新风系统、室内舒适度控制技术、独立温湿度控制技术等关键技术。该项目技术指标如下：
年供热需求：≤15kWh/(㎡·a)
年冷需量：≤25kWh/(㎡·a)
一次能源需求：≤120kWh/(㎡·a)
（包括：供暖、制冷、除湿、热水、照明、设备辅助用电及电气设备能源。）
室内温度：20-26℃
相对湿度：40-60%
CO2含量：≤1000ppm
气密性：n50≤0.6次/小时
新风需求量：≥30m3/(h·人)
外墙传热系数：0.14W/(㎡·K)；
屋顶传热系数：0.14W/(㎡·K)；
外窗、外门传热系数不大于1.0W/(㎡·K)
2、工程特点与创新
（1）钢结构装配式被动建筑气密处理技术研发及应用
由于被动式超低能耗和装配式建筑的朝向不同，在同一栋建筑中很难同时实现被动式超低能耗和装配式建筑。其中难点之一是气密性的处理：被动式超低能耗建筑要求气密性高，而装配式建筑的围护结构必然存在大量的安装拼接缝隙，其中包括需要一定灵活性的装配式建筑或干扰。气密性不会很好。而目前国内尚无钢结构装配式被动式建筑案例可供参考。面对这一技术挑战，中建科技技术团队采取了一系列技术手段，通过实验进行验证，最终在项目中得到实施。
首先，查明气密层的薄弱点，包括：外墙挂板之间的横缝、纵缝、外墙挂板与地板、屋顶的缝隙、脚手架连接点的位置等。经过设计团队和施工团队共同研究，制定了施工可操作方案。
本项目拟在预制墙板接缝常规处理的基础上钢结构耐火等级二级，在室内外板接缝之间增设增强玻纤网格布（如图8.11.3），并设置砂浆密闭层和板缝密闭层。室内侧。具体解决方案包括使用钢丝网确保抗裂性，并将其翻边至地板（如图8.11.4所示）以确保其连续性。
图8.11.3 外墙竖向接缝节点图（部分显示）
图8.11.4 外墙板与楼板交接处气密处理结构图
由于钢梁与抹灰的材质不同，导致抹灰与钢梁的粘结强度不够，钢梁与抹灰的膨胀系数相差较大。因此，石膏在温度变化过程中容易出现开裂，导致一般接缝形成渗漏点。本项目采用S50防火板作为过渡层。 S50防火板是水泥基材料，与抹灰层相容性好。 H型钢梁用S50防火板包裹后，构成气密层的外墙内侧抹灰从ALC板延伸到S50防火板，形成连续的气密层。为保证质量，抹灰层与楼板接触部分均进行倒角处理。图8.11.5为钢结构气密处理结构图。左为梁外板结构，右为梁下板结构。梁下钢梁腹内填充岩棉，以减少热桥。岩棉不气密。
图8.11.5 钢结构气密处理结构图（左为梁外板，右为梁下板）
该工程外保温施工采用脚手架，因此外墙上留有较多的脚手架系点。连接点穿透外墙，形成长20厘米、宽20厘米的方形开口。由于外墙ALC板涉及热工计算，处理方法不好会形成热桥，因此连接点处理必须满足气密性和热工性能的双重要求。项目连接点处理结构如图8.11.6所示。靠近室外侧的连接点开口处填充100mm厚的石墨聚苯板。石墨聚苯板与墙体之间的间隙填充泡沫聚氨酯，并以石墨聚苯板为模板。在室内侧使用时具有良好的流动性。的灌浆材料。为了防止开裂，在抹灰前，在连接点洞口的室内外两侧都挂有加固网布。网布与外墙重叠100mm。
图8.11.6 连接点气密处理结构图
为保证上述技术实施的可靠性，在上述技术措施正式实施前，项目管理团队在施工现场选取了典型房间作为试验室。在甲方、监理、施工、设计等各方的监督下，邀请专业检测机构完成检测。试验室气密性测试表明，试验室建筑气密性完全满足N50≤0.6次/h的要求。该方案已经过实践验证，可以在项目中全面实施。
(2) 原有被动式建筑外窗嵌入蒸压加气混凝土外墙安装结构
当前，建筑节能已成为当今行业的热门话题。被动式建筑是建筑节能的典型代表，被动式建筑的外窗是其关键部位。比普通外窗具有更好的隔热功能和更高的气密性。也增加了窗户的重量，对其安装提出了更高的要求。我国在建被动式建筑的外窗普遍采用外装式。外窗通过安装角钢固定在外墙外侧，使窗框与外保温在同一平面上，有效保证了保温的连续性。但如果外墙采用蒸压加气混凝土板或砌块，其强度有限，不宜承受悬荷载。这时，如果外窗采用外挂式安装，就会影响结构安全，破坏外墙的功能性。
因此，在上述背景下，本项目提出了一种嵌入蒸压加气混凝土外墙的被动式建筑外窗的结构形式。这是中国第一个被动式建筑项目，目前正在申请专利。
本项目设计的被动式建筑内置外窗节点结构首先在窗框底部安装附着框，窗框与附着框之间需加预压膨胀密封胶带。在窗框侧面贴一圈防水防汽膜，将热镀锌连接件固定在窗框上，距离不大于450mm，然后缠一圈预压膨胀密封胶带。然后将窗框放入外窗洞口，水平和垂直定位后，用自攻螺钉将热镀锌连接件的另一端固定在洞口处的加强角钢上，然后将剩余的部分固定将防水汽阻隔膜的一部分粘贴在孔的内侧并覆盖热镀锌连接器。待窗框与洞口之间预压的膨胀密封带完全膨胀后，从外侧将发泡剂注入窗框与洞口之间的缝隙中。待发泡剂硬化后，将其刮至与窗户立面齐平，然后密封窗户与洞口之间的缝隙。在墙面缝隙处粘贴防水透气膜，并用密封胶将防水透气膜与窗框、墙面紧密贴合；最后安装玻璃，这样外窗就安装好了。构建的节点图如图8.11.7所示。
图8.11.7 外窗安装结构节点图（部分展示）
(3)温湿度独立控制技术的应用
本项目实验室、研究室、门厅走廊等主要区域室内新风量设计值为30m3/（h·人）。该项目采用双冷源温湿度单独控制调节技术。在该系统中，高温冷源是夏季的主要冷源，负责承担室内全部显热负荷和全部新风负荷。低温冷源（新风机组自带压缩机）对新风进行深度除湿，除湿后的新风承担室内负荷。湿负载。
项目一、三、五层安装一台6000m³/h内冷双冷源新风机组（内置冷源、全热回收、排风冷凝）。机组自带板式热回收装置，热回收效率不低于75%。夏季采用15~19℃高温水进行预处理，然后机组自带压缩机进行深度除湿，负责室内湿度控制；冬季新风经全热回收装置预热，并经汽化加湿器加湿。直接向房间供应空气。机组排风侧，废气经充分热回收后直接排至室外。新风系统的支管上装有电动调节阀，可根据室内二氧化碳浓度调节和控制新风量及新风机组的启动。末端系统采用干式风机盘管，全年仅交换显热钢结构耐火等级二级，负责室内温度控制。
三、科研成果及获奖情况
2014年，山东省设立了第一批11个被动房试点示范项目。山东建筑大学装配式被动式超低能耗实验楼是目前唯一的装配式被动房项目。 2016年，该项目同时申报山东省技术创新项目和中国建筑总公司技术推广示范项目，均获得立项。该项目是国内首座钢结构装配式被动式公共建筑。实施过程中，引起了各级领导的重视。
目前，结合山东建筑大学教学实验综合体的技术特点，整理出以下科技成果：
